由硫化氢气体合成氢的制作方法

专利2026-09-02  12


本公开总体上涉及氢的合成,更具体地,涉及由硫化氢合成氢。


背景技术:

1、氢是一种新兴的清洁燃料源,具有为能量存储、电力生产、车辆推进和其他应用提供动力的潜力。氢可以使用诸如燃料电池之类的技术以低排放或无排放的方式被转化为可用能量(包括电能),因为在燃料电池中使用的氢的产物是水。

2、衍生自天然气的甲烷是当前用于生产氢的传统来源。传统的氢生产方法包括蒸汽甲烷重整(smr)、自热甲烷重整(atr)和甲烷的部分氧化(pom)。smr、atr和pom具有高co2排放的主要缺点,这抵消了使用氢作为燃料源的清洁燃烧优点。传统的氢生产方法的其他缺点包括高能耗、高成本、低反应效率、低工艺稳定性和低催化剂效率。

3、硫化氢(h2s)通常被认为是有毒和腐蚀性的化合物,并且是许多石油精炼过程的副产物。目前,h2s废物通常通过标准克劳斯工艺进行处理,通过该工艺h2s在高温下经由二氧化硫(so2)中间体转化为水和硫。尽管克劳斯工艺可以是高效的,但是残余物(包括h2s残余物)和杂质经常残留并燃烧以形成so2,从而需要额外的处理和成本,并且可能产生大量有毒排放。


技术实现思路

1、下文概述本公开的各种细节以提供基本理解。本
技术实现要素:
不是本公开的详尽概述,既不旨在指出本公开的某些元素,也不旨在描绘本公开的范围。相反,本发明内容的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前以简化的形式呈现本公开的一些构思。

2、本公开的第一非限制性方法包括:使电流流过电解池中浸入电解质溶液中的阴极和阳极,以产生锌-电解质氢氧化物和氢气,其中所述阳极包含锌,并且其中所述电解质溶液包含至少部分地溶解在水中的电解质;将所述锌-电解质氢氧化物的至少一部分从所述电解池转移至吸附池;向所述吸附池供应硫化氢气体;使所述锌-电解质氢氧化物与所述硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和所述电解质。

3、本公开的第二非限制性方法包括:使电流流过电解池中浸入电解质溶液中的阴极和阳极,以产生锌-电解质氢氧化物和氢气,其中所述阳极包含锌,并且其中所述电解质溶液包含至少部分地溶解在水中的电解质;将所述锌-电解质氢氧化物的至少一部分从所述电解池转移至吸附池;向所述吸附池供应硫化氢气体;使所述锌-电解质氢氧化物与所述硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和所述电解质;并且使第二电解质溶液中的锌电解质与硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和电解质,其中所述电解质的产生形成再生电解质溶液,所述电解质至少部分地溶解在所述再生电解质溶液中;并且将所述电解质的至少一部分从所述吸附池回收至所述电解池。

4、本公开的第三非限制性方法包括:使电流流过电解池中浸入电解质溶液中的阴极和阳极,以产生锌-电解质氢氧化物和氢气,其中所述阳极包含锌,其中所述电解质溶液包含至少部分地溶解在水中的电解质,其中所述锌-电解质氢氧化物包含zn(e)x(oh)2,并且其中所述电解质包括氯化钾、氯化钠、氯化铵、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵、乙二胺四乙酸(edta)、乙二胺四乙酸二钠盐(edta-2na)、乙二胺四乙酸四钠盐(edta-4na)、n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸(hedta)、n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸三钠盐(hedta-3na)、二亚乙基三胺五乙酸(dtpa)、二亚乙基三胺五乙酸五钠盐(dtpa-5na)、1,2-二氨基环己烷四乙酸(dcta)、1,2-二氨基环己烷四乙酸二钠盐(dcta-2na)、柠檬酸、柠檬酸钠、或其任何组合中的一种或多种;将所述锌-电解质氢氧化物的至少一部分从所述电解池转移至吸附池;向所述吸附池供应硫化氢气体;使所述锌-电解质氢氧化物与所述硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和所述电解质;使第二电解质溶液中的锌电解质与硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和所述电解质,其中所述电解质的产生形成再生电解质溶液,所述电解质至少部分地溶解在所述再生电解质溶液中;将所述电解质的至少一部分从所述吸附池回收至所述电解池。

5、本文中所公开的各种实施例和实施方式的任何组合可用于与本公开一致的另一实施例中。根据本公开以及附图和权利要求,可以从本文中呈现的某些实施例的以下描述中理解这些及其他的方面和特征。



技术特征:

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述电解质的至少一部分从所述吸附池回收至所述电解池。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述锌-电解质氢氧化物包括锌-氢氧化物络合物,并且其中,所述锌-氢氧化物络合物包括zn(e)x(oh)2,其中e表示所述电解质,并且其中x表示所述电解质的相对原子数。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电解质溶液包含水性流体以及无机盐、有机电解质或其任何组合中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述无机盐包括氯化钾、氯化钠、氯化铵、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵或其任何组合。

6.根据权利要求4所述的方法,其中,所述有机电解质包括乙二胺四乙酸(edta)、乙二胺四乙酸二钠盐(edta-2na)、乙二胺四乙酸四钠盐(edta-4na)、n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸(hedta)、n-(2-羟乙基)乙二胺-n,n',n'-三乙酸三钠盐(hedta-3na)、二亚乙基三胺五乙酸(dtpa)、二亚乙基三胺五乙酸五钠盐(dtpa)-5na)、1,2-二氨基环己烷四乙酸(dcta)、1,2-二氨基环己烷四乙酸二钠盐(dcta-2na)、柠檬酸、柠檬酸钠或其任何组合。

7.根据权利要求4所述的方法,其中:

8.根据权利要求1所述的方法,还包括在使所述电流流动之前将氮气引入所述电解池,以从所述电解质溶液至少部分地吹扫氧。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,引入氮气的吹扫时间为15分钟至60分钟。

10.根据权利要求1所述的方法,还包括从所述吸附池过滤所述电解质溶液的至少一部分,以回收所述固体硫化锌。

11.根据权利要求1所述的方法,其中,使电流流动包括使直流电流动,并且其中,所述直流电具有0.1v至10v的电压和0.1a至10a的安培数。

12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述阴极包含钛。

13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述吸附池处于第一温度,并且其中,所述电解池处于第二温度,并且其中,所述第一温度和所述第二温度两者均为20℃至40℃。

14.根据权利要求1所述的方法,其中,所述固体硫化锌包含细颗粒,并且其中,所述细颗粒具有50nm至200nm的数均直径。

15.根据权利要求1所述的方法,其中所述电解池在7至11的ph下操作。

16.根据权利要求1所述的方法,其中所述吸附池在7至11的ph下操作。

17.根据权利要求1所述的方法,其中,所述锌-电解质氢氧化物的至少一部分从所述电解池向所述吸附池的转移以分批方式进行。

18.根据权利要求1所述的方法,其中,所述锌-电解质氢氧化物的至少一部分从所述电解池向所述吸附池的转移包括将所述电解质溶液的至少一部分从所述电解池转移至所述吸附池。

19.一种方法,包括:

20.一种方法,包括:


技术总结
氢可以通过电化学反应由硫化氢产生。例如,通过电化学反应的氢生产方法可包括:使电流流过电解池中浸入电解质溶液中的阴极和阳极,以产生锌‑电解质氢氧化物和氢气,其中阳极包含锌,并且其中电解质溶液包含至少部分地溶解在水中的电解质;将锌‑电解质氢氧化物的至少一部分从电解池转移至吸附池;向吸附池供应硫化氢气体;使锌‑电解质氢氧化物与硫化氢气体反应,以产生固体硫化锌和电解质。

技术研发人员:张轩,黄田萍,韩明,萨利赫·F·哈桑,阿卜杜勒卡里姆·M·索菲娅
受保护的技术使用者:沙特阿拉伯石油公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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